3.第三章 电力牵引与电气计算、牵引变电所容量.ppt

第三章 电力牵引与电气计算牵引变电所容量计算与选择 §3.1概述 牵引供电系统的电能是通过电力机车转化成机械能来牵引列车运动的。 电车机车的型号： 国产—SS1、SS3、SS4、 SS7、 SS8、 SS9等 进口—前苏联6G、日本6K、法国8K 交直交机车—CRH系列动车组 电力机车由于受运行图及牵引重量、线路状况、司机操作情况等因素的影响，使牵引过程包括了多种工况。 而馈线负荷的变化具有随机性。 本章主要内容 电力机车的牵引特性 牵引计算 馈线电流 牵引变电所容量计算与选择 §3.2 电力机车牵引特性 交直型电力机车： 实现这一转变过程的是机车主电路，以SS1为例。 SS1型电力机车主电路 电力机车的工作过程 牵引变电所输出的高压交流电送到接触网以后，由机车受电弓和接触线接触而引入机车，机车电流经主断路器、高压电流互感器，到机车变压器高压绕组，再经过低压电流互感器、车体、接地电刷、轮轴、车轮到轨道，然后经轨道、大地等流回牵引变电所。 电力机车简况及其牵引特性 交流电力机车因主电动机和种类而异。 a.接受交流电后变换为直流利用直流电动机运行 b.直接将交流降压后利用交流整流子电动机运行 目前多采用的是将交流变换为直流后利用直流串励电动机运行。 1.电力机车特性的要求： ①电力机车出发时，速度为零，需要很大的力；要求起动加速力大。 ②充分利用牵引电动机容量；列车轻载时，运行速度高；重载时，运行速度低。 2.直流串励电动机特性： ①起动转矩大，过载能力强。 ②当负载转矩增加时，电动机转速会自动下降。即低速时所需转矩大，高速时所需转矩小。 §3.3 牵引计算 牵引计算是根据机车类型、牵引重量及必要的线路条件等原始数据，为电气化铁路设计提供必要的结果的过程。 牵引计算需要的原始数据主要有： 1.机车参数，包括机车类型及其牵引特性，机车重量； 2.上、下行单列牵引重量； 3.线路情况，如区段总长度，最小曲线半径，上、下行坡道等。 要求提供的主要结果有： 1.区间运行时分及带电运行时分； 2.区间上、下行能耗； 3.列车运行曲线 牵引计算中获得列车运行曲线是问题的关键！ 列车运行曲线 列车电流曲线与列车运行的状况有关。 通过司机操作，机车可在启动、正常牵引、惰行、制动等多种状态下运行。 惰行：机车断电运行，靠惯性行驶。 制动：对列车加制动力，使列车减速或停止前进。 机械制动—通过司机操纵，启动车辆制动阀来实现； 电能制动—将电动机转换为他励发电机，从而将制动中的机械能转化为电能。 电阻制动—将制动产生的电能消耗在电阻器上，变成热能散发； 再生反馈制动—将电能反送到牵引网，供其他处于牵引状态的机车使用或返回电力系统。 列车电流曲线和列车能耗 a.列车运行速度v与列车走行距离的关系，v=f(l) 可由原始资料中获得； b.列车走行时间t与列车走行距离的关系，t=f(l) 在v=f(l)曲线基础上得到； c.列车取用电流i与列车走行距离的关系，i=f(l) 结合机车网上电流特性i=f(v) 曲线得到； d.列车取用电流i与列车走行时间的关系，i=f(t) 由t=f(l)、 i=f(l)曲线作出。 能耗的计算 利用i=f(t)曲线计算列车电流及能耗。 将时间[0,τ]区间划分为n个间隔， 每一等份为Δt(分钟)，则每个时刻 都有对应的取流(i)的数值， τ=nΔt 电流平均值： 平均电压U=25kV 列车用电平均功率： 列车能耗为： 牵引变电所容量计算与选择 计算条件 一、计算列车数N的计算条件 当采用近期运量计算时： 当需要输送能力接近线路输送能力时： 当需要输送能力低于线路输送能力的一半时： 二、列车用电量的计算条件 对于不同类型的列车，都按满载货物列车考虑。 当电力牵引的旅客列车数比例较大时，或上、下行方向空载车数比例很大时，也可分别按实际的客、货、空列车的用电量计算。 三、牵引变压器校核容量的计算条件 按其最大容量的需要来确定，应计算最大列车数：Nmax(N非)。 列车电流 ?列车瞬时电流 :指列车电流的即时有效值(h=1,2,…,n,h为供电臂内运行的列车数)。 ?列车平均电流 :指列车在计算区段运行时间内，列车瞬时电流 的平均值；即： ?列车用电平均电流 :指列车在计算区段内运行时，在用电运行时间内，列车瞬时电流的平均值； 1.列车电流的平均值： 2.列车取电平均电流为： 考虑列车正常运行时的自用电7A： 3.列车取电走行时间内有效电流： 令 ， 为机车取流有效系数 一般